气体在微孔介质中的等效扩散系数预测

发布时间：2017-09-10 16:30

  本文关键词：气体在微孔介质中的等效扩散系数预测

  更多相关文章： 微孔介质 等效扩散系数 格子-Boltzmann方法 构效关系

【摘要】：本文通过数值模拟研究了微孔介质内部结构对气体等效扩散系数的影响。采用随机生成生长方法生成多孔介质的三维微观结构,使用高效的格子-Boltzmann方法求解扩散的控制方程,可预测微孔结构内气体的等效扩散系数。模拟结果表明:微孔材料的内部结构对多孔介质中气体扩散及等效扩散系数有显著影响。对于高孔隙率情况,基于Fick定律数值预测的气体等效扩散系数和实验结果吻合较好;对于部分饱和的颗粒状微孔介质,孔隙内液滴阻碍了气体的扩散路径,多孔介质的无量纲等效扩散系数与饱和度呈非线性关系。
【作者单位】： 清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室;
【关键词】： 微孔介质 等效扩散系数 格子-Boltzmann方法 构效关系
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51176089) 教育部博士点基金项目(No.20130002110077)
【分类号】：TQ021.4
【正文快照】： 0引言多孔介质中的气体扩散在很多的科学及工程领域中都有重要应用,例如燃料电池电极中的传质^和页岩气的存储开采这些过程依赖于多孔材料的结构特征,包括孔隙率、迂曲度和比表面积。这些参数可以被综合为多孔介质的等效扩散系数,很多学者通过理论、数值、实验及经验公式的方

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱维耀;黄延章;;多孔介质对气-液相变过程的影响[J];石油勘探与开发;1988年01期

2 司广树,姜培学,李勐;单相流体在多孔介质中的流动和换热研究[J];承德石油高等专科学校学报;2000年04期

3 李传亮;多孔介质的应力关系方程——答周大晨先生[J];新疆石油地质;2002年02期

4 杨满平,李治平,李允,王正茂;油气储层多孔介质的变形理论及实验研究[J];天然气工业;2003年06期

5 刘泽佳,李锡夔,武文华;多孔介质中化学 热 水力 力学耦合过程本构模型和数值模拟[J];岩土工程学报;2004年06期

6 李铎;宋雪琳;高志娟;代锋刚;李方红;;多孔介质中铁的吸附分配和迁移特征[J];辽宁工程技术大学学报;2007年04期

7 赵治国;解茂昭;;伞喷油雾与热多孔介质相互作用的数值模拟[J];燃烧科学与技术;2007年06期

8 李明春;田彦文;翟玉春;;多孔介质反应体系中的耦合扩散效应[J];化工学报;2008年10期

9 王关晴;程乐鸣;郑成航;骆仲泱;岑可法;;往复热循环多孔介质“超焓燃烧”特性[J];化工学报;2009年02期

10 刚洪泽;刘金峰;牟伯中;;多孔介质中微生物生长行为和传输过程的数学模型研究进展[J];化学与生物工程;2009年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胥蕊娜;姜培学;赵陈儒;黄寓理;;流体在微多孔介质中的流动研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

2 韦昌富;;多孔介质力学理论及其应用[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年

3 黄拳章;郑小平;姚振汉;;含液多孔介质力学问题的边界元法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

4 饶文涛;李本文;;多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年

5 郁伯铭;员美娟;;多孔介质中流体流动的分形分析[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年

6 郭尚平;于大森;吴万娣;;生物脏器多孔介质的孔径分布和比面[A];全国第一届生物力学学术会议论文汇编[C];1981年

7 刘志峰;赵刚;张有为;刘正锋;李柯;王晓宏;;固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（一）[C];2007年

8 吴金随;尹尚先;;颗粒堆积型多孔介质内孔喉模型的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

9 黄拳章;郑小平;姚振汉;;用边界元法模拟含液多孔介质的等效力学行为[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年

10 王建省;王晓纯;;具有流固热耦合影响的可变形多孔介质动态物质面分界特征[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 中国农业大学工学院 刘相东;多孔介质干燥理论与应用并行[N];中国化工报;2007年

2 饶文涛;多孔介质燃烧新技术及应用[N];世界金属导报;2009年

3 饶文涛;新一代燃烧技术——多孔介质燃烧[N];中国冶金报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张赛;多孔材料毛细孔收缩热质传递及分形特性研究[D];昆明理工大学;2015年

2 刘宏升;基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机的基础研究[D];大连理工大学;2008年

3 林博颖;惰性多孔介质内的液雾燃烧[D];中国科学技术大学;2008年

4 张东辉;多孔介质扩散、导热、渗流分形模型的研究[D];东南大学;2003年

5 王恩宇;气体燃料在渐变型多孔介质中的预混燃烧机理研究[D];浙江大学;2004年

6 赵治国;燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年

7 赵双良;对多孔介质中流体的研究[D];湖南大学;2007年

8 姜海;多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值研究[D];中国科学技术大学;2008年

9 张扬;多孔介质内汽液相变传递的非均匀性效应[D];清华大学;2008年

10 东明;大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究[D];大连理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张洋;重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D];重庆大学;2012年

2 范雪晶;液体形态对颗粒堆积型多孔介质传递特性的影响[D];山东建筑大学;2015年

3 戴振宇;部分填充多孔介质通道内流体流动及传热特性研究[D];山东建筑大学;2015年

4 赵哲;颗粒堆积多孔介质干燥过程模拟及试验研究[D];陕西科技大学;2015年

5 刘璐;基于多孔介质理论的折褶滤芯数学模型研究[D];沈阳理工大学;2015年

6 王雨晴;太阳能多孔介质空气吸热器传热特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 吴金随;多孔介质里流动阻力分析[D];华中科技大学;2007年

8 崔彩虹;双重分形多孔介质渗流性能的研究[D];中南大学;2008年

9 许珊珊;环状多孔介质燃烧特征的理论研究[D];杭州电子科技大学;2011年

10 褚金华;渐变型多孔介质燃烧器的研究与开发[D];浙江大学;2005年

，

本文编号：825400